KR102205425B1 - Electrode assembly for secondary battery, method of manufacturing the same and lithium secondary battery comprising the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이차전지용 전극 조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지에 관한 것으로서, 더 상세하게는 양극을 분리막으로만 포케팅하여 기존의 포케팅 양극에서 사용되던 절연성 고분자 필름을 생략할 수 있고, 전극 조립체의 적층시 양극과 음극의 크기 차이로 인한 적층 불균형을 해소하여 포케팅 양극과 음극을 안정적으로 정렬시킬 수 있는 이차전지용 전극 조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode assembly for a secondary battery, a method of manufacturing the same, and a lithium secondary battery including the same, and in more detail, the insulating polymer film used in the conventional pocketing positive electrode can be omitted by pocketing the positive electrode only as a separator. , An electrode assembly for a secondary battery capable of stably aligning a pocketing positive electrode and a negative electrode by solving the stacking imbalance due to the difference in size between the positive electrode and the negative electrode during stacking of the electrode assembly, a manufacturing method thereof, and a lithium secondary battery including the same.
최근 첨단 전자산업의 발달로 전자장비의 소형화 및 경량화가 가능하게 됨에 따라 휴대용 전자 기기, 다양한 형태의 모바일 기기의 사용이 증대되고 있다. 이러한 휴대용 전자 기기, 모바일 기기 등의 전원으로 높은 에너지 밀도를 가진 전지의 필요성이 증대되어 리튬이차전지의 수요가 크게 증가하고, 아울러 리튬이차전지의 성능 향상을 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다.With the recent development of the high-tech electronics industry, the use of portable electronic devices and various types of mobile devices is increasing as electronic devices can be made smaller and lighter. As the need for a battery having a high energy density increases as a power source for such portable electronic devices and mobile devices, the demand for a lithium secondary battery is greatly increased, and research for improving the performance of the lithium secondary battery is being actively conducted.
특히, 전자기기 및 모바일 기기 등의 급속한 박형화와 소형화는 얇은 두께의 박형 리튬이차전지에 대한 수요를 급속히 확대시키고 있다. 한편, 기존의 원통형이나 각형 리튬이차전지는 전지의 박형화에 따르는 부피당 에너지 밀도 측면에서 우수하지 못하다는 한계가 있다. 따라서, 통상 5mm 이하의 두께를 갖는 박형 전지를 휴대전화, 캠코더, 노트북 컴퓨터 등의 고성능 휴대용 전자기기, 모바일 기기 등에 채용할 경우, 충분한 구동시간을 얻기 힘든 실정이다.In particular, rapid thinning and miniaturization of electronic devices and mobile devices is rapidly increasing the demand for thin-walled lithium secondary batteries. Meanwhile, the conventional cylindrical or prismatic lithium secondary battery has a limitation in that it is not excellent in terms of energy density per volume due to the thinning of the battery. Therefore, it is difficult to obtain a sufficient driving time when a thin battery having a thickness of 5 mm or less is generally employed in high-performance portable electronic devices such as mobile phones, camcorders, notebook computers, and mobile devices.
구체적으로, 각형 리튬이차전지는 젤리롤 형상을 갖는 전극체 구조로 인하여 용적 대비 전지의 효율성이 좋지 않고, 저온 연신으로 제조된 금속 포장재의 벽체 두께를 감소시키는 데 대한 기술적 제약으로 인하여 전지 두께가 줄어들어 에너지 밀도가 저하된다.Specifically, the prismatic lithium secondary battery has poor efficiency in terms of volume due to the electrode body structure having a jelly roll shape, and the battery thickness is reduced due to technical restrictions on reducing the wall thickness of the metal packaging material manufactured by low temperature stretching. The energy density is lowered.
반면에, 적층된 전극 조립체를 알루미늄 라미네이트 포장재로 밀봉하여 조립된 리튬 고분자 전지의 경우, 젤리롤에 의해 발생되는 공간의 낭비를 감소시킬 수 있으나, 전극 사이의 밀착성을 높이기 위해 고분자 바인더를 과량 사용하거나 전극-전해질 계면에 접착층을 도포하여야 하므로, 이에 의한 에너지 밀도 및 그에 따른 전지 성능의 저하가 발생하는 문제가 있다. 또한, 알루미늄 라미네이트 포장재 자체의 기계적 취약성과 고분자 내피층과 금속 탭으로 이루어진 접착면의 접착 강도 부족으로 인하여 전지의 내구성, 안전성이 취약한 문제점도 내포하고 있다.On the other hand, in the case of a lithium polymer battery assembled by sealing the stacked electrode assembly with an aluminum laminate packaging material, waste of space generated by jelly rolls can be reduced, but an excessive amount of a polymer binder is used to increase adhesion between the electrodes. Since the adhesive layer must be applied to the electrode-electrolyte interface, there is a problem in that energy density and thus battery performance are deteriorated. In addition, due to the mechanical fragility of the aluminum laminate packaging material itself and the lack of adhesive strength of the adhesive surface made of the polymer inner skin layer and the metal tab, there are also problems in that the durability and safety of the battery are weak.
이러한 문제를 해결하기 위해, 본 출원인은 한국등록특허 제10-1168650호 또는 한국 등록특허 제10-1168651호에 개시된 포케팅 전극체(양극)를 적층하여 리튬 이차전지를 제조하는 기술을 개발하여 실시해 오고 있다.In order to solve this problem, the present applicant developed and implemented a technology for manufacturing a lithium secondary battery by stacking the pocketing electrode body (anode) disclosed in Korean Patent No. 10-1168650 or Korean Patent No. 10-1168651. Is coming.
그런데, 한국 등록특허 제10-1168650호 또는 한국 등록특허 제10-1168651호의 도 3에 도시된 바와 같이, 기존의 포케팅 전극체(양극)에서는 양극을 인캡슐레이션(encapsulation)시키기 위해서 별도의 절연성 부재와 분리막으로 양극을 포케팅하고 있다. 즉, 기존의 포케팅 전극체(양극)를 만들기 위해서는 절연성 고분자 필름에 양극판 모양과 유사한 모양의 수납공간을 펀칭(천공) 또는 타발하여 만들어야 한다. 이때, 수납공간에 해당하는 절연성 고분자 필름 즉, 타발된 절연성 고분자 필름은, 재사용할 수 없고 그대로 버려지기 때문에 절연성 고분자 필름을 낭비하는 문제가 있다. 또한, 포케팅 전극체(양극)을 제조하기 위해서 반복적인 타발 공정을 수행해야 하기 때문에 생산성도 낮은 문제가 있다.However, as shown in Fig. 3 of Korean Patent No. 10-1168650 or Korean Patent No. 10-1168651, in the conventional pocketing electrode body (anode), a separate insulating property is used to encapsulate the positive electrode. The anode is pocketed with a member and a separator. That is, in order to make a conventional pocketing electrode body (anode), a storage space similar to the shape of a positive electrode plate must be punched (perforated) or punched out of an insulating polymer film. At this time, since the insulating polymer film corresponding to the storage space, that is, the punched insulating polymer film, cannot be reused and is discarded as it is, there is a problem of wasting the insulating polymer film. In addition, there is a problem of low productivity because it is necessary to perform repeated punching processes in order to manufacture the pocketing electrode body (anode).
이러한 문제를 해결하기 위해서, 절연성 고분자 필름의 두께 보다 얇은 양극판을 사용할 수도 있는데, 절연성 고분자 필름 보다 얇은 양극판을 사용하게 되면 전지의 에너지 밀도 측면에서 불리하고 전극체의 안착이 불안정할 경우에는 전지 불량이 발생할 가능성이 크다는 문제가 있다.In order to solve this problem, a positive electrode plate thinner than the thickness of the insulating polymer film may be used.If a positive electrode plate thinner than the insulating polymer film is used, it is disadvantageous in terms of the energy density of the battery, and if the electrode body is unstable, battery failure may occur. There is a problem that it is likely to occur.
본 발명의 실시예는, 양극을 분리막으로만 포케팅하여 기존의 포케팅 양극에 사용되던 절연성 고분자 필름을 생략할 수 있는 이차전지용 전극 조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지를 제공한다.An embodiment of the present invention provides an electrode assembly for a secondary battery, a method of manufacturing the same, and a lithium secondary battery including the same, which can omit the insulating polymer film used for the conventional pocketing positive electrode by pocketing the positive electrode only as a separator.
또한, 본 발명의 실시예는, 양극의 포케팅시 사용되던 절연 고분자 필름을 생략함에 따라 절연 고분자 필름과 관련된 다수의 공정도 생략하여 생산성을 향상시킬 수 있고, 절연 고분자 필름을 사용하지 않음에 따라 제조 비용을 절감할 수 있는 이차전지용 전극 조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지를 제공한다.In addition, in the embodiment of the present invention, as the insulating polymer film used for pocketing of the positive electrode is omitted, a number of processes related to the insulating polymer film can be omitted to improve productivity, and the insulating polymer film is not used. It provides an electrode assembly for a secondary battery capable of reducing manufacturing cost, a method for manufacturing the same, and a lithium secondary battery including the same.
또한, 본 발명의 실시예는, 전극 조립체의 적층시 양극과 음극의 크기 차이로 인한 적층 불균형을 해소하여 포케팅 양극과 음극을 정위치에 안정적으로 정렬시킬 수 있는 이차전지용 전극 조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지를 제공한다.In addition, an embodiment of the present invention is an electrode assembly for a secondary battery capable of stably aligning the pocketing anode and the cathode in the correct position by solving the stacking imbalance due to the difference in size between the anode and the cathode when the electrode assembly is stacked, and a manufacturing method thereof And it provides a lithium secondary battery comprising the same.
또한, 본 발명의 실시예는, 사각형 구조의 이차전지뿐만 아니라 삼각형, 오각형, 원형, 타원형 등과 같은 이형 구조의 이차전지에도 용이하게 적용시킬 수 있는 이차전지용 전극 조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지를 제공한다.In addition, an embodiment of the present invention is an electrode assembly for a secondary battery that can be easily applied not only to a secondary battery having a quadrangular structure, but also to a secondary battery having a different shape such as triangle, pentagonal, circular, elliptical, etc., a manufacturing method thereof, and lithium containing the same. Provides secondary batteries.
본 발명의 일실시예에 따르면, 분리막에 의해 양극이 둘러싸인 형상으로 마련된 포케팅 양극, 상기 포케팅 양극보다 상대적으로 넓은 크기로 형성되고 상기 포케팅 양극의 상면 또는 하면 중 적어도 어느 한 면에 적층되게 배치되는 음극, 및 상기 포케팅 양극의 측면부에서 외측을 향해 돌출되는 형상으로 마련되고 상기 포케팅 양극의 양면에 적층된 상기 음극들 및 상기 포케팅 양극의 측면부 사이에 형성되는 적층 공간부를 보상하도록 상기 적층 공간부의 형상에 대응되는 패턴으로 형성된 공간 보상 수단을 포함하는 이차전지용 전극 조립체를 제공한다.According to an embodiment of the present invention, a pocketing anode provided in a shape surrounded by an anode by a separator, formed to have a size relatively wider than that of the pocketing anode, and to be stacked on at least one of the upper and lower surfaces of the pocketing anode. The cathode to be disposed, and the stacked space portion formed between the cathodes and the side portions of the pocketing anode provided in a shape protruding outward from the side portion of the pocketing anode and stacked on both sides of the pocketing anode. It provides an electrode assembly for a secondary battery comprising a space compensation means formed in a pattern corresponding to the shape of the stacked space part.
바람직하게, 상기 공간 보상 수단은, 상기 포케팅 양극의 측면부에서 외측을 향해 상기 포케팅 양극보다 얇은 두께로 돌출될 수 있고, 상기 적층 공간부에 대응되는 설정 두께를 가지도록 절곡 패턴, 접힘 패턴 또는 요철 패턴 중 적어도 어느 하나의 두께보상패턴으로 형성될 수 있다.Preferably, the space compensation means may protrude from the side surface of the pocketing anode to the outside to a thickness thinner than that of the pocketing anode, and have a bending pattern, a folding pattern, or It may be formed as a thickness compensation pattern of at least one of the uneven patterns.
상기 포케팅 양극은 상기 음극의 중앙부에 위치될 수 있고, 상기 공간 보상 수단은 상기 포케팅 양극의 측면부에 둘레를 따라 일체로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 포케팅 양극과 상기 공간 보상 수단은 상기 음극과 동일한 크기로 형성될 수 있다.The pocketing anode may be located in the center of the cathode, and the space compensation means may be integrally formed along the circumference of the side surface of the pocketing anode. Here, the pocketing anode and the space compensation means may have the same size as the cathode.
바람직하게, 상기 분리막은, 상기 양극보다 넓은 크기로 형성되고 상기 양극이 중앙부에 위치하도록 상기 양극의 상면에 마련된 제1 분리막, 및 상기 제1 분리막과 동일한 형상으로 형성되고 상기 제1 분리막과 대응되게 배치되도록 상기 양극의 하면에 마련된 제2 분리막을 포함할 수 있다. Preferably, the separator is formed to have a larger size than the anode, and is formed in the same shape as the first separator and the first separator provided on the upper surface of the anode so that the anode is located at the center, and corresponds to the first separator. It may include a second separator provided on the lower surface of the anode to be disposed.
상기 포케팅 양극은, 상기 양극이 위치되지 않은 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막의 테두리부가 서로 접착되어 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막에 의해 상기 양극이 포케팅된 형상으로 형성될 수 있다. The pocketing anode may be formed in a shape in which the anode is pocketed by the first separator and the second separator by adhering edge portions of the first separator and the second separator to which the anode is not located. .
상기 공간 보상 수단은, 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막의 테두리부에 상기 두께보상패턴이 형성되어 상기 적층 공간부에 대응되는 설정 두께로 형성될 수 있다.The space compensation means may be formed with the thickness compensation pattern formed on an edge portion of the first separation layer and the second separation layer to have a set thickness corresponding to the stacked space portion.
여기서, 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막의 테두리부는, 직접 가열 접착되거나, 상기 테두리부의 접촉면에 접착성이 강한 유무기 다공성 고분자의 코팅층을 도포한 상태에서 가열 접착될 수 있다.Here, the edge portions of the first separator and the second separator may be directly heat-bonded, or heat-bonded in a state in which a coating layer of an organic-inorganic porous polymer having strong adhesiveness is applied to the contact surface of the edge portion.
그리고, 상기 공간 보상 수단은, 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막의 가열 접착시 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막의 테두리부를 절곡 패턴, 접힘 패턴 또는 요철 패턴을 포함하는 상기 두께보상패턴으로 성형하여 상기 적층 공간부에 대응되는 설정 두께로 마련할 수 있다.And, the space compensation means, when the first separator and the second separator are heat-bonded, the edge portions of the first separator and the second separator are formed into the thickness compensation pattern including a bent pattern, a folded pattern, or an uneven pattern. Thus, it can be provided with a set thickness corresponding to the stacked space.
바람직하게, 상기 공간 보상 수단은, 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막의 테두리부를 상부 패턴 금형과 하부 패턴 금형 사이에 배치시킨 상태에서 상기 상부 패턴 금형과 상기 하부 패턴 금형의 가열 압착에 의해 성형될 수 있다.Preferably, the space compensation means is formed by heating and pressing the upper pattern mold and the lower pattern mold in a state in which the edge portions of the first separator and the second separator are disposed between the upper pattern mold and the lower pattern mold. I can.
여기서, 상기 상부 패턴 금형과 상기 하부 패턴 금형은, 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막의 테두리부에 대응하는 형상으로 형성될 수 있다.Here, the upper pattern mold and the lower pattern mold may be formed in a shape corresponding to an edge portion of the first separator and the second separator.
그리고, 상기 상부 패턴 금형과 상기 하부 패턴 금형의 중앙부에는 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막의 가열 압착시 상기 포케팅 양극이 수용되기 위한 양극 수용홀부가 각각 형성될 수 있다.In addition, an anode receiving hole for receiving the pocketing anode may be formed in a central portion of the upper pattern mold and the lower pattern mold, respectively, when the first separator and the second separator are heated and compressed.
또한, 상기 상부 패턴 금형과 상기 하부 패턴 금형의 접촉면에는 상기 공간 보상 수단의 상기 두께보상패턴을 형성하기 위한 패턴 성형부가 각각 마련될 수 있다. In addition, a pattern forming part for forming the thickness compensation pattern of the space compensation means may be provided on a contact surface between the upper pattern mold and the lower pattern mold.
한편, 상기 적층 공간부는 상기 포케팅 양극과 동일한 두께로 형성될 수 있다. 상기 공간 보상 수단의 설정 두께는 상기 적층 공간부의 두께와 동일하거나 작은 두께로 형성될 수 있다. Meanwhile, the stacked space portion may be formed to have the same thickness as the pocketing anode. The set thickness of the space compensation means may be equal to or smaller than the thickness of the stacked space part.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 전술한 바와 같은 전극 조립체, 및 상기 전극 조립체의 외부를 둘러싸는 형상으로 마련되고 상기 전극 조립체와 함께 전해액이 밀봉 수납되는 전지 케이스를 포함하는 리튬이차전지를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a lithium secondary battery including the electrode assembly as described above, and a battery case provided in a shape surrounding the outside of the electrode assembly and in which an electrolyte is sealed and accommodated together with the electrode assembly.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 제2 분리막보다 작은 크기의 양극을 상기 제2 분리막의 상면의 중앙부에 배치하는 단계, 상기 양극의 상면을 덮도록 상기 제2 분리막과 동일 크기의 제1 분리막을 상기 제2 분리막의 상면에 배치하는 단계, 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막 및 상기 양극을 상부 패턴 금형과 하부 패턴 금형의 사이로 공급하는 단계, 상기 상부 패턴 금형과 상기 하부 패턴 금형의 중앙부에 형성된 양극 수용홀부에 상기 양극이 배치되면 상기 상부 패턴 금형과 상기 하부 패턴 금형이 상기 양극을 둘러싸는 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막의 테두리부를 가열 압착시켜 포케팅 양극과 공간 보상 수단을 형성하는 단계, 상기 상부 패턴 금형과 상기 하부 패턴 금형을 분리하는 단계, 상기 양극을 기준으로 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막의 테두리부를 절단 또는 타발하여 상기 포케팅 양극과 상기 공간 보상 수단을 획득하는 단계, 및 상기 공간 보상 수단이 형성된 상기 포케팅 양극 및 음극을 적층하는 단계를 포함하는 전극 조립체의 제조 방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, disposing an anode having a size smaller than that of the second separator in the center of the upper surface of the second separator, and forming a first separator having the same size as the second separator so as to cover the upper surface of the anode. Arranging on the upper surface of the second separator, supplying the first separator, the second separator, and the anode between the upper pattern mold and the lower pattern mold, formed at the center of the upper pattern mold and the lower pattern mold When the anode is disposed in the anode receiving hole, forming a pocketing anode and a space compensation means by heating and pressing the edges of the first separator and the second separator surrounding the anode by the upper pattern mold and the lower pattern mold Separating the upper pattern mold and the lower pattern mold, cutting or punching the edge portions of the first separator and the second separator based on the anode to obtain the pocketing anode and the space compensation means, And stacking the pocketing anode and the cathode having the space compensation means formed thereon.
바람직하게, 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막은 롤투롤 방식으로 상기 상부 패턴 금형과 상기 하부 패턴 금형의 사이로 공급할 수 있다. 상기 양극은 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막의 사이에 길이 방향을 따라 복수개를 일정 간격으로 배치할 수 있다. 한편, 상기 상부 패턴 금형과 상기 하부 패턴 금형은 상기 양극 수용홀부와 대응되는 위치로 상기 양극들이 순차적으로 이동됨에 따라 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막의 테두리부를 반복적으로 가열 압착시킬 수 있다. Preferably, the first separator and the second separator may be supplied between the upper pattern mold and the lower pattern mold in a roll-to-roll manner. A plurality of the anodes may be disposed at predetermined intervals along the length direction between the first separator and the second separator. Meanwhile, the upper pattern mold and the lower pattern mold may repeatedly heat-press the edge portions of the first separator and the second separator as the anodes are sequentially moved to positions corresponding to the anode receiving holes.
바람직하게, 상기 포케팅 양극과 상기 음극을 적층하는 단계에서는, 상기 음극이 상기 포케팅 양극보다 상대적으로 넓은 크기로 형성되어 상기 포케팅 양극의 양면에 적층된 상기 음극들 및 상기 포케팅 양극의 측면부 사이에 적층 공간부가 형성될 수 있다.Preferably, in the step of stacking the pocketing anode and the cathode, the cathode is formed to have a relatively wider size than the pocketing anode, and the cathodes and side portions of the pocketing anode are stacked on both sides of the pocketing anode. A stacked space may be formed therebetween.
상기 공간 보상 수단은 상기 상부 패턴 금형과 상기 하부 패턴 금형에 의해 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막의 테두리부가 상기 적층 공간부의 두께에 대응되는 패턴으로 성형될 수 있다. 상기 상부 패턴 금형과 상기 하부 패턴 금형의 접촉면에는 상기 공간 보상 수단의 패턴 형상에 대응하는 패턴 성형부가 각각 형성될 수 있다.The space compensation means may be formed by the upper pattern mold and the lower pattern mold to form the edge portions of the first separator and the second separator in a pattern corresponding to the thickness of the stacked space portion. A pattern forming part corresponding to a pattern shape of the space compensation means may be formed on a contact surface between the upper pattern mold and the lower pattern mold.
바람직하게, 상기 포케팅 양극과 상기 공간 보상 수단을 획득하는 단계에서는, 상기 포케팅 양극과 상기 공간 보상 수단을 상기 음극에 대응되는 크기로 획득할 수 있다. Preferably, in the step of acquiring the pocketing anode and the space compensation means, the pocketing anode and the space compensation means may be obtained with a size corresponding to the cathode.
바람직하게, 상기 포케팅 양극 및 상기 공간 보상 수단을 형성하는 단계에서는, 상기 상부 패턴 금형과 상기 하부 패턴 금형이 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막을 절곡 패턴, 접힘 패턴 또는 요철 패턴을 포함하는 두께보상패턴으로 가열 압착시켜 상기 적층 공간부에 대응되는 설정 두께로 형성할 수 있다.Preferably, in the forming of the pocketing anode and the space compensation means, the upper pattern mold and the lower pattern mold have a thickness including a bent pattern, a folded pattern, or an uneven pattern in the first and second separators. It can be formed to have a set thickness corresponding to the stacked space by heating and pressing with a compensation pattern.
본 발명의 실시예에 따른 이차전지용 전극 조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지는, 분리막에 의해 양극이 둘러싸인 형상으로 포케팅 양극을 형성한 구조이므로, 양극을 분리막으로만 포케팅하여 기존의 포케팅 양극에서 사용되던 절연성 고분자 필름을 생략할 수 있고, 절연성 고분자 필름의 생략으로 인하여 제조 비용을 절감할 수 있다.The electrode assembly for a secondary battery, a method of manufacturing the same, and a lithium secondary battery including the same according to an embodiment of the present invention have a structure in which a pocketing positive electrode is formed in a shape surrounded by a positive electrode by a separator, so that the positive electrode is pocketed only with the separator. The insulating polymer film used in the pocketing anode of can be omitted, and manufacturing cost can be reduced due to the omission of the insulating polymer film.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 이차전지용 전극 조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지는, 절연 고분자 필름을 사용하지 않고 포케팅 양극을 형성한 구조이므로, 절연 고분자 필름을 천공하거나 타발하는 등의 공정을 생략할 수 있고, 그로 인하여 생산성을 대폭 향상시킬 수 있다.In addition, the electrode assembly for a secondary battery, a method for manufacturing the same, and a lithium secondary battery including the same according to an embodiment of the present invention are structured to form a pocketing positive electrode without using an insulating polymer film, so that the insulating polymer film is perforated or punched out. Processes such as can be omitted, and thus productivity can be significantly improved.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 이차전지용 전극 조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지는, 전극 조립체의 적층시 양극과 음극의 크기 차이로 인해 포케팅 양극과 음극들 사이에 형성되는 적층 공간부를 공간 보상 수단이 보상하는 구조이므로, 전극 조립체의 적층시 포케팅 양극과 음극의 적층 불균형을 해소할 수 있고, 포케팅 양극과 음극의 안착 성능을 대폭 향상시킬 수 있다. In addition, the electrode assembly for a secondary battery according to an embodiment of the present invention, a method of manufacturing the same, and a lithium secondary battery including the same, are stacked formed between the pocketing positive electrode and the negative electrode due to the difference in size between the positive electrode and the negative electrode when the electrode assembly is stacked. Since the space is a structure in which the space compensation means compensates, it is possible to solve the stacking imbalance between the pocketing anode and the cathode when the electrode assembly is stacked, and significantly improve the seating performance of the pocketing anode and the cathode.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 이차전지용 전극 조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지는, 적층 공간부를 보상하는 설정 두께 및 넓이로 공간 보상 수단을 형성한 구조이므로, 포케팅 양극과 공간 보상 수단을 음극과 동일한 크기로 형성하여 포케팅 양극과 음극을 정위치에 간편하고 신속하게 적층할 수 있고, 포케팅 양극과 음극을 매우 용이하게 정렬시킬 수 있다.In addition, the electrode assembly for a secondary battery, a method for manufacturing the same, and a lithium secondary battery including the same according to an embodiment of the present invention have a structure in which a space compensation means is formed with a set thickness and area for compensating the stacked space part, so the pocketing anode and the space By forming the compensation means in the same size as the cathode, the pocketing anode and the cathode can be simply and quickly stacked in place, and the pocketing anode and the cathode can be aligned very easily.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 이차전지용 전극 조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지는, 양극의 양면에 배치된 제1,2 분리막의 테두리부를 상부 패턴 금형과 하부 패턴 금형으로 가열 접착시켜 포케팅 양극을 형성하므로, 제1,2 분리막이 양극을 인캡슐레이션(encapsulation) 형상으로 포케팅하여 내부 단락의 위험을 미연에 방지할 수 있다.In addition, the electrode assembly for a secondary battery, a method for manufacturing the same, and a lithium secondary battery including the same according to an embodiment of the present invention are heat-adhered to the edges of the first and second separators disposed on both sides of the positive electrode with an upper pattern mold and a lower pattern mold. As a result, since the first and second separators pocket the anode in an encapsulation shape, the risk of an internal short circuit can be prevented in advance.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 이차전지용 전극 조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지는, 상부 패턴 금형과 하부 패턴 금형이 제1,2 분리막의 테두리부를 가열 접착시키는 과정에서 제1,2 분리막의 테두리부를 다양한 두께보상패턴으로 성형하여 공간 보상 수단을 간편하게 형성할 수 있고, 두께보상패턴에 의해서 공간 보상 수단을 적층 공간부에 대응되는 설정 두께로 원활하게 형성할 수 있다.In addition, the electrode assembly for a secondary battery, a method for manufacturing the same, and a lithium secondary battery including the same according to an embodiment of the present invention, in the process of heating and bonding the edges of the first and second separators between the upper pattern mold and the lower pattern mold, 2 It is possible to easily form the space compensation means by forming the rim of the separator into various thickness compensation patterns, and the space compensation means can be smoothly formed with a set thickness corresponding to the stacked space by the thickness compensation pattern.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 이차전지용 전극 조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지는, 상부 패턴 금형과 하부 패턴 금형의 양극 수용홀부에 따라 양극을 다양한 형상으로 형성 가능한 구조이므로, 포케팅 양극과 음극의 형상을 다양하게 변경할 수 있고, 그에 따라 통상적인 사각형 구조의 이차전지뿐만 아니라 삼각형, 오각형, 원형, 타원형 등과 같은 이형 구조의 이차전지도 용이하게 제작할 수 있다. In addition, the electrode assembly for a secondary battery according to an embodiment of the present invention, a method for manufacturing the same, and a lithium secondary battery including the same, have a structure capable of forming a positive electrode in various shapes according to the positive electrode receiving holes of the upper pattern mold and the lower pattern mold. The shapes of the catting anode and the cathode can be variously changed, and accordingly, not only a secondary battery having a conventional rectangular structure, but also a secondary battery having a different shape such as a triangle, a pentagon, a circle, an oval, etc. can be easily manufactured.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전극 조립체가 도시된 도면이다.
도 2는 도 1에 포케팅 양극과 공간 보상 수단의 제조 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 방법으로 제작된 포케팅 양극과 공간 보상 수단을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 상부 패턴 금형과 하부 패턴 금형에 의해 공간 보상 수단이 성형되는 상태를 나타낸 도면이다.
도 5와 도 6은 도 4에 도시된 패턴 성형부의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 도 1에 도시된 포케팅 양극과 공간 보상 수단의 제조 공정을 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a view showing an electrode assembly according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a method of manufacturing a pocketing anode and a space compensation means in FIG. 1.
3 is a view showing a pocketing anode and a space compensation means manufactured by the method shown in FIG. 2.
4 is a view showing a state in which the space compensation means is molded by the upper pattern mold and the lower pattern mold shown in FIG. 2.
5 and 6 are views showing another example of the pattern forming unit shown in FIG. 4.
7 is a diagram schematically illustrating a manufacturing process of the pocketing anode and the space compensation means shown in FIG. 1.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited or limited by the embodiments. The same reference numerals in each drawing indicate the same members.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전극 조립체(100)가 도시된 도면이다. 도 2는 도 1에 포케팅 양극(110)과 공간 보상 수단(130)의 제조 방법을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 방법으로 제작된 포케팅 양극(110)과 공간 보상 수단(130)을 나타낸 도면이다. 도 4는 도 2에 도시된 상부 패턴 금형(150)과 하부 패턴 금형(160)에 의해 공간 보상 수단(130)이 성형되는 상태를 나타낸 도면이고, 도 5와 도 6은 도 4에 도시된 패턴 성형부의 다른 예를 나타낸 도면이다. 도 7은 도 1에 도시된 포케팅 양극(110)과 공간 보상 수단(130)의 제조 공정을 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating an
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 리튬이차전지(미도시)는 전극 조립체(100) 및 전지 케이스(미도시)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a lithium secondary battery (not shown) according to an embodiment of the present invention may include an
여기서, 전극 조립체(100)는 전기의 충전 또는 방전이 이루어지는 구성으로서, 음극과 양극을 상하 방향으로 서로 교차되게 적층한 구조로 형성될 수 있다. 상기와 같은 전극 조립체(100)의 두께는 0.2㎜ 이하로 매우 얇게 형성될 수 있다.Here, the
본 발명에서는 전극조립체(100)가 일반적인 리튬이차전지 뿐만 아니라 이형셀 타입의 리튬이차전지에도 사용될 수 있다. 여기서, "이형셀"은 전지의 모양이 정해져 있지 않거나 다양한 모양의 전지를 의미한다. 즉, 일반적인 리튬이차전지에 사용되는 전극 조립체(100)는 사각형의 평면 구조로 형성되지만, 이형셀 타입의 리튬이차전지에 사용되는 전극 조립체는 삼각형, 오각형, 원형, 타원형 등과 같은 이형의 평면 구조로 형성될 수 있다.In the present invention, the
그리고, 전지 케이스는 전극 조립체(100)의 외부를 둘러싸는 형상으로 마련될 수 있다. 즉, 전지 케이스의 내부에는 전극 조립체(100)와 함께 전해액이 밀봉 수납될 수 있다.In addition, the battery case may be provided in a shape surrounding the outside of the
한편, 전극 조립체(100)을 구성하는 분리막, 양극(양극 집전체 및 양극활물질), 음극(음극 집전체 및 음극활물질) 및 전해액 등은, 한국등록특허 제10-1168650호 또는 한국등록특허 제10-1168651호에 개시된 전극조립체 및 리튬이차전지에 사용되는 것과 동일하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다. On the other hand, the separator constituting the
이하에서는, 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지용 전극 조립체(100)의 기술적 특징을 더 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the technical features of the
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지용 전극 조립체(100)는, 포케팅 양극(110), 음극(120), 및 공간 보상 수단(130)을 포함한다.Referring to FIGS. 1 to 4, the
본 실시예의 이차전지용 전극 조립체(100)에서는, 포케팅 양극(110)과 공간 보상 수단(130)이 전극 조립체(100)의 적층시 음극(120)과 함께 적층되는 양극체(140)를 형성할 수 있다. 즉, 양극체(140)는 포케팅 양극(110)과 공간 보상 수단(130)으로 형성되되, 음극(120)과 동일한 크기와 형상으로 마련될 수 있다.In the
따라서, 본 실시예에서는, 양극체(140)와 음극(120)이 서로 교차되는 형상으로 수직하게 적층될 수 있다. 이때, 양극체(140)는 서로 이웃하게 배치된 2개의 음극(120) 사이에 하나씩 적층될 수 있다.Accordingly, in this embodiment, the
한편, 통상의 전극 조립체(100)에서는 음극(120)이 양극(112)보다 상대적으로 넓은 크기로 형성되므로, 양극(112)을 분리막(114, 116)으로 감싼 형상의 포케팅 양극(110)도 음극(120)보다 작은 넓이로 형성된다. 따라서, 공간 보상 수단(130)이 포케팅 양극(110)의 측면부에 둘레를 따라 돌출되게 형성됨으써, 양극체(140)와 음극(120)이 동일한 크기와 형상으로 마련될 수 있다. On the other hand, in the
상기와 같은 양극체(140)과 음극(120)은 별도의 제조 공정에 의해 개별적으로 제조된 후 전극 조립체(100)의 적층시 사용될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는, 설명의 편의를 위하여 양극(112)과 음극(120)을 일반적인 리튬이차전지에 사용되는 사각형의 평면 구조로 형성하는 것으로 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 그에 대한 상세한 설명은 아래에서 다시 서술하기로 한다. The
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예의 포케팅 양극(110)은 양극(112) 및 분리막(114, 116)을 포함할 수 있다. 포케팅 양극(110)은 분리막(114, 116)에 의해 양극(112)이 둘러싸인 포케팅 형상으로 마련될 수 있다. 따라서, 양극(112)은 분리막(114, 116)의 내부에 인캡슐레이션(encapsulation) 구조로 배치되어 전극 조립체(100)의 내부에서 발생되는 단락 현상도 미연에 방지될 수 있다.1 to 4, the pocketing
양극(112)은 양극 집전체(112a), 양극 활물질(112b), 및 양극 무지부(112c)를 포함할 수 있다. 양극 활물질(112b)은 양극 집전체(112a)의 양면에 도포될 수 있다. 양극 무지부(112c)는 양극 활물질(112b)이 도포되지 않은 형상으로 양극 집전체(112a)의 일측에서 길게 돌출될 수 있다. 양극 무지부(112c)의 일단부는 양극 집전체(112a)에 연결될 수 있고, 양극 무지부(112c)의 타단부는 후술하는 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)의 테두리부에 관통되게 배치되어 전극 조립체(100)의 외측에 노출되게 마련될 수 있다.The
분리막(114, 116)은 제1 분리막(114) 및 제2 분리막(116)을 포함할 수 있다. 제1 분리막(114)은, 양극(112)보다 넓은 크기로 형성될 수 있고, 양극(112)이 중앙부에 위치하도록 양극(112)의 상면에 마련될 수 있다. 제2 분리막(116)은, 제1 분리막(114)과 동일한 형상으로 형성될 수 있고, 제1 분리막(114)과 대응되게 배치되도록 양극(112)의 하면에 마련될 수 있다.The
상기와 같이 양극(112)은 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)의 사이에 배치되되, 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)의 중앙부에 위치될 수 있다. 이때, 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)의 테두리부를 서로 접착시킴으로써, 양극(112)은 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)에 의해 인캡슐레이션 형상으로 포케팅될 수 있다. 상기와 같은 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)의 테두리부는 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)에서 양극(112)이 위치되는 않은 부위이다.As described above, the
즉, 포케팅 양극(110)은, 양극(112)이 위치되지 않은 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)의 테두리부가 서로 접착됨으로써, 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)의 중앙부에 의해 양극(112)이 포케팅된 형상으로 형성될 수 있다.That is, in the pocketing
한편, 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)의 테두리부는, 직접 가열 접착되거나, 테두리부의 접촉면에 접착성이 강한 유무기 다공성 고분자의 코팅층을 도포한 상태에서 가열 접착될 수 있다. 구체적으로 설명하면, 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)의 테두리부(118)는, 별도의 접착제를 사용하지 않고 테두리부를 가열 압착 방식으로 직접 접착시키거나, 또는 테두리부의 접촉면에 유무기 다공성 고분자의 코팅층을 형성한 후 가열 압착 방식으로 접착시킬 수 있다. On the other hand, the edges of the
상기와 같은 유무기 다공성 고분자 코팅층으로는, 금속산화물과 금속수산화물의 혼합물을 포함하는 무기물 입자들, 및 PVDF 등의 고분자 바이더들을 포함하는 다공성 코팅층이 사용될 수 있다. 따라서, 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)의 테두리부는, 유무기 다공성 고분자 코팅층에 의해 견고하게 접착될 수 있고, 유무기 다공성 고분자 코팅층이 단단하게 경화되어 강도가 향상될 수 있다. 상기와 같은 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)의 테두리부에 대한 강도 향상은, 공간 보상 수단(130)의 성능 향상에 도움이 될 수 있다. As the organic-inorganic porous polymer coating layer as described above, a porous coating layer including inorganic particles including a mixture of a metal oxide and a metal hydroxide, and a polymer provider such as PVDF may be used. Accordingly, the edge portions of the
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예의 음극(120)은, 포케팅 양극(110)의 상면 또는 하면 중 적어도 어느 한 면에 적층되게 배치될 수 있다. 상기와 같이 음극(120)은 포케팅 양극(110)보다 상대적으로 넓은 크기로 형성될 수 있다. 이때, 포케팅 양극(110)은 전극 조립체(100)의 적층시 음극(120)의 중앙부에 위치될 수 있다. 따라서, 포케팅 양극(110)의 양면에 적층된 음극(120)들 및 포케팅 양극(110)의 측면부 사이에는 소정의 크기로 형성된 적층 공간부(S)가 형성될 수 있다.1 to 4, the
적층 공간부(S)는 포케팅 양극(110)과 음극(120)의 넓이 차이로 인해 형성된 것으로서, 포케팅 양극(110)의 측면부 외각에 둘레를 따라 형성되되, 포케팅 양극(110)의 양면에 적층된 음극(120)들의 사이에서 위치될 수 있다. 상기와 같은 적층 공간부(S)가 형성되면, 전극 조립체(100)의 적층시 음극(120)의 테두리부가 적층 공간부(S)로 처지거나 변형될 수 있다. 그로 인해서, 포케팅 양극(110)과 음극(120)은, 적층 공간부(S)에 의해 정위치에 안정적으로 적층되지 못하기 때문에 전극 조립체(100)의 적층 불균형을 초래할 수 있고, 적층 과정에서 정렬 작업이 매우 어려울 수 있다.The stacking space S is formed due to the difference in width between the pocketing
따라서, 본 실시예에서는 적층 공간부(S)를 보상하기 위하여 공간 보상 수단(130)이 포케팅 양극(110)의 측면부에 마련될 수 있다. 상기와 같은 공간 보상 수단(130)은 아래에서 다시 상세하게 설명하기로 한다.Therefore, in this embodiment, the space compensation means 130 may be provided on the side of the pocketing
한편, 음극(120)은 전극 조립체(100)의 적층 위치 및 적층 조건에 따라 단면 음극(122) 또는 양면 음극(124)이 사용될 수 있다. Meanwhile, as the
단면 음극(122)은 포케팅 양극(110)의 상면 또는 하면 중 어느 한 면에만 적층될 수 있다. 상기와 같은 단면 음극(122)은, 전극 조립체(100)의 최고층과 최하층에 배치될 수 있다. 이때, 단면 음극(122)은 최고층의 상측 또는 최하층의 하측으로 후술하는 음극 집전체(120a)가 노출되도록 적층될 수 있다.The single-sided
양면 음극(124)은 포케팅 양극(110)의 양면에 동시에 적층될 수 있다. 상기와 같은 양면 음극(124)은, 전극 조립체(100)의 최고층과 최하층 사이에 위치한 중간층에 배치될 수 있다. 이때, 양면 음극(124)은 포케팅 양극(110)들의 사이에 각각 배치되도록 적층될 수 있다.The double-
예를 들면, 음극(120)은 음극 집전체(120a), 음극 활물질(120b), 및 음극 무지부(미도시)를 포함할 수 있다.For example, the
여기서, 음극 활물질(120b)은 음극 집전체(120a)의 일면 또는 양면에 도포될 수 있다. 단면 음극(122)은 음극 집전체(120a)의 일면에 음극 활물질이 도포될 수 있고, 양면 음극(124)은 음극 집전체(120a)의 양면에 음극 활물질이 도포될 수 있다.Here, the negative
그리고, 상기 음극 무지부는 음극 활물질(120b)이 도포되지 않은 형상으로 음극 집전체(120a)에서 길게 돌출될 수 있다. 상기 음극 무지부의 일단부는 음극 집전체(120a)의 일측에 연결될 수 있고, 상기 음극 무지부의 타단부는 제1 전극 조립체(100)의 외측에 노출되게 마련될 수 있다. In addition, the negative electrode uncoated portion may protrude from the negative electrode
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예의 공간 보상 수단(130)은 적층 공간부(S)를 보상하는 구성으로서, 포케팅 양극(110)의 측면부에서 외측을 향해 돌출되는 형상으로 마련될 수 있다. 공간 보상 수단(130)은 적층 공간부(S)의 형상에 대응되는 패턴으로 형성될 수 있다.1 to 4, the space compensation means 130 of the present embodiment is a configuration for compensating the stacked space portion S, and may be provided in a shape protruding outward from the side portion of the pocketing
공간 보상 수단(130)은, 포케팅 양극(110)의 측면부에서 외측을 향해 포케팅 양극(110)보다 얇은 두께로 돌출될 수 있고, 적층 공간부(S)에 대응되는 설정 두께(T)를 가지는 두께보상패턴으로 형성될 수 있다. 즉, 공간 보상 수단(130)은 절곡 패턴, 접힘 패턴 또는 요철 패턴을 포함하는 두께보상패턴으로 형성될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는 공간 보상 수단(130)이 지그재그 형상으로 절곡된 두께보상패턴으로 형성된 것으로 설명하지만, 이에 한정된 것은 아니며 전극 조립체(100)의 설계 조건 및 상황에 따라 다양한 형상의 두께보상패턴으로 형성될 수 있다. 일례로, 공간 보상 수단(130)은 적층 공간부(S)의 두께에 대응되거나 또는 적층 공간부(S)의 두께와 동일하거나 작은 설정 두께(T)를 가지도록 정현파(sine wave) 형상, 구형파(square wave) 형상, 삼각파(triangular wave) 형상, 또는 엠보싱(embossing) 형상 등의 두께보상패턴으로 형성될 수 있다. The space compensation means 130 may protrude from the side of the pocketing
또한, 공간 보상 수단(130)은 포케팅 양극(110)의 측면부에 둘레를 따라 일체로 형성될 수 있다. 상기와 같은 공간 보상 수단(130)의 넓이는 포케팅 양극(110)과 음극(120)의 면적 차이를 보상하도록 형성될 수 있다. 따라서, 포케팅 양극(110)과 공간 보상 수단(130)은 음극(120)과 동일한 크기로 형성될 수 있다.In addition, the space compensation means 130 may be integrally formed along the circumference of the side surface of the pocketing
전술한 바와 같이, 적층 공간부(S)의 두께는 포케팅 양극(110)과 동일한 두께로 형성될 수 있고, 적층 공간부(S)의 넓이는 포케팅 양극(110)과 음극(120)의 넓이 차이에 대응하는 크기로 형성될 수 있다. 한편, 공간 보상 수단(130)의 설정 두께(T)는 포케팅 양극(110)의 두께와 동일하거나 약간 작은 두께(예컨데, 포케팅 양극(110)의 70%~100%에 해당하는 두께)로 형성될 수 있고, 공간 보상 수단(130)의 넓이도 포케팅 양극(110)과 음극(120)의 넓이 차이에 대응하거나 약간 작은 크기(예컨데, 포케팅 양극(110)과 음극(120)의 넓이 차이의 70%~100%에 해당하는 넓이)로 형성될 수 있다. 즉, 공간 보상 수단(130)의 설정 두께(T)가 적층 공간부(S)의 두께보다 약간 작거나 공간 보상 수단(130)의 넓이가 적층 공간부(S)의 넓이보다 약간 작더라도, 적층 공간부(S)가 공간 보상 수단(130)에 의해 충분히 보상될 수 있다. As described above, the thickness of the stacking space S may be the same as that of the pocketing
한편, 본 실시예에서는 공간 보상 수단(130)이 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)의 테두리부에 의해 형성되는 것으로 설명한다. 즉, 공간 보상 수단(130)은 포케팅 양극(110)의 제작시 가열 접착되는 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)의 테두리부에 적층 공간부(S)를 보상하는 두께보상패턴을 성형하는 방식으로 형성될 수 있다. 따라서, 공간 보상 수단(130)은 포케팅 양극(110)과 일체로 형성될 수 있다.On the other hand, in the present embodiment, it will be described that the space compensation means 130 is formed by the edge portions of the first and
이를 위하여, 공간 보상 수단(130)은, 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)의 테두리부를 가열 압착하는 상부 패턴 금형(150)과 하부 패턴 금형(160)에 의해서 원하는 두께보상패턴으로 성형될 수 있다. 즉, 상부 패턴 금형(150)과 하부 패턴 금형(160)은, 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)의 테두리부를 가열 압착하여 포케팅 양극(110)을 형성하는 역할을 수행할 수 있고, 그와 동시에 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)의 테두리부를 적층 공간부(S)을 보상하는 두께보상패턴으로 성형하여 공간 보상 수단(130)을 형성하는 역할도 수행할 수 있다.To this end, the space compensation means 130 is formed into a desired thickness compensation pattern by the
도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 상부 패턴 금형(150)은 제1 분리막(114)의 상측에 배치될 수 있고, 하부 패턴 금형(160)은 상부 패턴 금형(150)과 마주보도록 제2 분리막(116)의 하측에 배치될 수 있다. 상기와 같은 상부 패턴 금형(150)과 하부 패턴 금형(160)은, 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116) 사이에 배치된 양극(112)의 상측과 하측에 대응되게 배치될 수 있으며, 양극(112)의 둘레에 배치된 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)의 테두리부를 가열 압착하는 형상으로 형성될 수 있다.As shown in FIGS. 3 and 4, the
예를 들면, 상부 패턴 금형(150)과 하부 패턴 금형(160)은, 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)의 테두리부를 덮을 수 있는 사각틀 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 상부 패턴 금형(150)과 하부 패턴 금형(160)의 중앙부에는 양극 수용홀부(152, 162)가 각각 형성될 수 있다. 양극 수용홀부(152, 162)는 상부 패턴 금형(150)과 하부 패턴 금형(160)에 의해 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)의 테두리부가 가열 압착되는 과정에서 포케팅 양극(110)이 수용되는 홀 형상으로 형성될 수 있다.For example, the
상기와 같은 양극 수용홀부(152, 162)는 포케팅 양극(110)과 동일한 사각 형상으로 형성될 수 있다. 하지만, 양극 수용홀부(152, 162)와 양극(112)은 원 형상, 타원 형상, 반원 형상, 오각형 형상, 또는 육각형 형상 등과 같이 사각 형상 이외의 형상으로 형성될 수 있다. 따라서, 양극 수용홀부(152, 162)와 양극(112)의 형상을 변경하는 간단한 구조 변경에 의해서 이형셀의 제조가 가능할 수 있다.The anode receiving
또한, 상부 패턴 금형(150)과 하부 패턴 금형(160)의 접촉면에는 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)의 테두리부에 공간 보상 수단(130)의 두께보상패턴을 형성하기 위한 패턴 성형부(154, 164)가 각각 마련될 수 있다. 즉, 상부 패턴 금형(150)의 하면에는 상부 패턴 성형부(154)가 형성될 수 있고, 하부 패턴 금형(160)의 상면에는 하부 패턴 성형부(164)가 형성될 수 있다. 상기와 같은 패턴 성형부(154, 164)의 두께는 양극(112)의 1/3 내지 1/2의 두께로 형성될 수 있다. In addition, a pattern for forming a thickness compensation pattern of the space compensation means 130 at the edge of the
또한, 상부 패턴 금형(150)과 하부 패턴 금형(160)의 일측에는 회피부(156, 166)가 각각 형성될 수 있다. 상기와 같은 회피부(156, 166)는 상부 패턴 금형(150)과 하부 패턴 금형(160)에 의해 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)의 테두리부가 가열 압착되는 과정에서 양극(112)의 양극 무지부(112c)가 배치되는 부위이다. 즉, 양극(112)의 양극 무지부(112c)는, 상부 패턴 금형(150)과 하부 패턴 금형(160)의 가열 압착시 회피부(156, 166)에 배치되어 상부 패턴 금형(150)과 하부 패턴 금형(160)에 의한 변형이 회피될 수 있다. 일례로, 상부 패턴 금형(150)의 일측에는 양극 무지부(112c)에 대응하는 크기로 상부 회피부(156)가 형성될 수 있고, 하부 패턴 금형(160)의 일측에는 상부 회피부(156)와 대응되는 위치에 양극 무지부(112c)에 대응하는 크기로 하부 회피부(166)가 형성될 수 있다.In addition, avoiding
한편, 도 5와 도 6에는 상부 패턴 금형(150)과 하부 패턴 금형(160)의 패턴 성형부(154, 164)에 대한 다른 예가 도시되어 있다. Meanwhile, in FIGS. 5 and 6, another example of the
도 5에는 상부 패턴 금형(150)과 하부 패턴 금형(160)의 패턴 성형부(154, 164)에 대한 단면이 도시되어 있다. 즉, 도 5의 (a)에 도시된 상부 패턴 금형(150)과 하부 패턴 금형(160)의 패턴 성형부(154a, 164a)는 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)의 테두리부를 삼각파(triangular wave) 형상의 두께보상패턴으로 성형하는 구조이고, 도 5의 (b)에 도시된 상부 패턴 금형(150)과 하부 패턴 금형(160)의 패턴 성형부(154b, 164b)는 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)의 테두리부를 정현파(sine wave) 형상의 두께보상패턴으로 성형하는 구조이며, 도 5의 (c)에 도시된 상부 패턴 금형(150)과 하부 패턴 금형(160)의 패턴 성형부(154c, 164c)는 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)의 테두리부를 구형파(square wave) 형상의 두께보상패턴으로 성형하는 구조이다. 5 is a cross-sectional view of the
도 6에는 상부 패턴 금형(150)과 하부 패턴 금형(160)의 패턴 성형부(154, 164)에 대한 평면이 도시되어 있다. 이하, 본 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 도 6에 도시된 패턴 성형부(154, 164)가 상부 패턴 금형(150)의 상부 패턴 성형부(154)인 것으로 설명한다. 6 shows a plan view of the
즉, 도 6의 (a)에 도시된 상부 패턴 금형(150)의 패턴 성형부(154a)는 도 5의 (a)에 도시된 패턴 성형부(154a, 164a)의 평면 모양에 해당한다. 여기서, 패턴 성형부(154a)의 빗금 표시된 부분은 삼각형의 2개 경사면 중 어느 한 면을 나타내고, 패턴 성형부(154a)의 빗금없는 부분은 삼각형의 2개 경사면 중 다른 한 면을 나타낸다.That is, the
그리고, 도 6의 (b)에 도시된 상부 패턴 금형(150)의 패턴 성형부(154d)는 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)의 테두리부에 빗살 형상의 엠보싱 두께보상패턴을 성형하는 구조이고, 도 6의 (c)에 도시된 상부 패턴 금형(150)의 패턴 성형부(154e)는 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)의 테두리부에 벌집 형상의 엠보싱 두께보상패턴을 성형하는 구조이다. 여기서, 패턴 성형부(154d, 154e)의 빗금 표시된 부분은 돌출되게 융기된 면을 나타내고, 패턴 성형부(154d, 154e)의 빗금없는 부분은 오목하게 함몰된 면을 나타낸다.In addition, the
상기와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 따른 전극 조립체(100)의 제조 방법을 살펴보면 다음과 같다. A method of manufacturing the
도 4 내지 도 7를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 전극 조립체(100)의 제조 방법은, 제2 분리막(116)보다 작은 크기의 양극(112)을 제2 분리막(116)의 상면의 중앙부에 배치하는 단계(도 2 및 도 7의 (a) 참조), 양극(112)의 상면을 덮도록 제2 분리막(116)과 동일 크기의 제1 분리막(114)을 제2 분리막(116)의 상면에 배치하는 단계(도 2 및 도 7의 (b) 참조), 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116) 및 양극(112)을 상부 패턴 금형(150)과 하부 패턴 금형(160)의 사이로 공급하는 단계(도 2 및 도 7의 (c) 참조), 상부 패턴 금형(150)과 하부 패턴 금형(160)의 중앙부에 형성된 양극 수용홀부(152, 162)에 양극(112)이 배치되면 상부 패턴 금형(150)과 하부 패턴 금형(160)이 양극(112)을 둘러싸는 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)의 테두리부를 가열 압착시켜 포케팅 양극(110)과 공간 보상 수단(130)을 형성하는 단계(도 2, 도 4 및 도 7의 (d) 참조), 상부 패턴 금형(150)과 하부 패턴 금형(160)을 분리하는 단계(도 7의 (d) 참조), 양극(112)을 기준으로 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)의 테두리부를 절단 또는 타발하여 포케팅 양극(110)과 공간 보상 수단(130)을 획득하는 단계(도 4 및 도 7의 (d) 참조), 및 공간 보상 수단(130)이 형성된 포케팅 양극(110) 및 음극(120)을 적층하는 단계(도 1 참조)를 포함한다.4 to 7, in the manufacturing method of the
양극(112)을 제2 분리막(116)의 상면에 배치하는 단계(도 2 및 도 7의 (a) 참조)에서는, 제2 분리막(116)을 롤투롤 방식으로 공급할 수 있고, 양극(112)은 제2 분리막(116)의 상면에 길이 방향을 따라 복수개를 일정 간격으로 배치할 수 있다. 즉, 제2 분리막(116)은 소정의 폭으로 형성된 긴 띠 모양으로 형성된다.In the step of disposing the
제1 분리막(114)을 제2 분리막(116)의 상면에 배치하는 단계(도 2 및 도 7의 (b) 참조)에서는, 제1 분리막(114)을 롤투롤 방식으로 공급할 수 있고, 양극(112)들이 배치된 제2 분리막(116)의 상면에 제1 분리막(114)을 배치할 수 있다. 이때, 제1 분리막(114)은 제2 분리막(116)과 동일하게 소정의 폭으로 형성된 긴 띠 모양으로 형성된다.In the step of disposing the
제1 분리막(114)과 제2 분리막(116) 및 양극(112)을 상부 패턴 금형(150)과 하부 패턴 금형(160)의 사이로 공급하는 단계(도 2 및 도 7의 (c) 참조)에서는, 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116) 및 양극(112)이 상부 패턴 금형(150)과 하부 패턴 금형(160)의 사이에 연속적으로 이동할 수 있다. 이때, 상부 패턴 금형(150)은 제1 분리막(114)의 상측에 배치되고, 하부 패턴 금형(160)은 상부 패턴 금형(150)과 마주보도록 제2 분리막(116)의 하측에 배치된다. In the step of supplying the
한편, 본 실시예에서는 상부 패턴 금형(150)과 하부 패턴 금형(160)이 단수개가 배치되는 것으로 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 복수개의 상부 패턴 금형(150)과 하부 패턴 금형(160)이 사용될 수도 있다. 이때, 복수개의 상부 패턴 금형(150)과 하부 패턴 금형(160)은 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)의 사이에 배치된 양극(112)들의 이격 거리에 대응되하록 서로 이격되게 배치될 수 있다.Meanwhile, in the present embodiment, it is described that the
포케팅 양극(110)과 공간 보상 수단(130)을 형성하는 단계(도 2, 도 4 및 도 7의 (d) 참조)에서는, 상부 패턴 금형(150)과 하부 패턴 금형(160)이 양극 수용홀부(152, 162)와 대응되는 위치로 양극(112)들이 순차적으로 이동됨에 따라 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)의 테두리부를 반복적으로 가열 압착시킬 수 있다. 이때, 상부 패턴 금형(150)과 하부 패턴 금형(160)의 접촉면에 형성된 패턴 성형부(154, 164)가, 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)의 테두리부를 적층 공간부(S)의 두께에 대응되는 두께보상패턴으로 성형할 수 있다. In the step of forming the pocketing
한편, 적층 공간부(S)는 음극(120)과 포케팅 양극(110)의 크기 차이로 인하여 포케팅 양극(110)의 측면부 및 음극(120)들 사이에 형성될 수 있다. 상부 패턴 금형(150)과 하부 패턴 금형(160)은, 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)의 테두리부를 절곡 패턴, 접힘 패턴 또는 요철 패턴을 포함하는 두께보상패턴으로 가열 압착시켜 공간 보상 수단(130)을 적층 공간부(S)에 대응되는 설정 두께로 형성할 수 있다.Meanwhile, the stacked space portion S may be formed between the side surface of the pocketing
상부 패턴 금형(150)과 하부 패턴 금형(160)을 분리하는 단계(도 7의 (d) 참조)에서는, 상부 패턴 금형(150)과 하부 패턴 금형(160)을 상호 멀어지는 방향으로 분리할 수 있고, 포케팅 양극(110)과 공간 보상 수단(130)은 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)에 연결된 상태이다. In the step of separating the
포케팅 양극(110)과 공간 보상 수단(130)을 획득하는 단계(도 4 및 도 7의 (d) 참조)에서는, 포케팅 양극(110)을 중심으로 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)을 적절한 크기로 절단 또는 타발하여 포케팅 양극(110)과 공간 보상 수단(130)을 음극(120)에 대응되는 크기로 획득할 수 있다. 즉, 포케팅 양극(110)과 공간 보상 수단(130)은 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)에 연결된 상태이므로, 상부 패턴 금형(150)과 하부 패턴 금형(160)에 의해 형성된 공간 보상 수단(130)을 절단선(C-C)을 따라 적절하게 절단 또는 타발하여 음극(120)과 대응되는 형상으로 획득한다. In the step of acquiring the pocketing
포케팅 양극(110) 및 음극(120)을 적층하는 단계(도 1 참조)에서는, 공간 보상 수단(130)이 측면부 둘레를 따라 형성된 포케팅 양극(110)이 음극(120)과 함께 적층시킨다. 이때, 공간 보상 수단(130)과 포케팅 양극(110)은 전극 조립체(100)의 적층시 음극(120)과 교대로 적층되는 양극체(140)를 형성한다.In the step of stacking the pocketing
한편, 음극(120)이 포케팅 양극(110)보다 상대적으로 넓은 크기로 형성되지만, 포케팅 양극(110)의 측면부 둘레를 따라 형성된 공간 보상 수단(130)이 포케팅 양극(110)과 음극(120)의 크기 차이를 보상하므로, 양극체(140)와 음극(120)의 적층 작업이 매우 간편하고, 전극 조립체(100)의 적층시 적층 안정성 및 정렬 성능을 향상시킬 수 있다.On the other hand, the
이상과 같이 본 발명의 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다. As described above, in the embodiments of the present invention, specific matters such as specific components, etc., and limited embodiments and drawings have been described, but this is only provided to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is limited to the above embodiments. It is not, and a person of ordinary skill in the field to which the present invention belongs can make various modifications and variations from this description. Accordingly, the spirit of the present invention is limited to the described embodiments and should not be determined, and all things equivalent or equivalent to the claims as well as the claims to be described later belong to the scope of the inventive concept.
100: 전극 조립체
110: 포케팅 양극
112: 양극
114: 제1 분리막
116: 제2 분리막
120: 음극
122: 단면 음극
124: 양면 음극
130: 공간 보상 수단
140: 양극체
150: 상부 패턴 금형
152: 상부 패턴 금형의 양극 수용홀부
154: 상부 패턴 성형부
156, 166: 회피부
160: 하부 패턴 금형
162: 하부 패턴 금형의 양극 수용홀부
164: 하부 패턴 성형부
S: 적층 공간부100: electrode assembly
110: pocketing anode
112: anode
114: first separation membrane
116: second separation membrane
120: cathode
122: single-sided cathode
124: double-sided cathode
130: space compensation means
140: anode body
150: upper pattern mold
152: anode receiving hole portion of the upper pattern mold
154: upper pattern forming part
156, 166: evasion unit
160: lower pattern mold
162: anode receiving hole portion of the lower pattern mold
164: lower pattern forming part
S: lamination space part
Claims (14)
상기 포케팅 양극보다 상대적으로 넓은 크기로 형성되고, 상기 포케팅 양극의 상면 또는 하면 중 적어도 어느 한 면에 적층되게 배치되는 음극; 및
상기 포케팅 양극의 측면부에서 외측을 향해 돌출되는 형상으로 마련되고, 상기 포케팅 양극의 양면에 적층된 상기 음극들 및 상기 포케팅 양극의 측면부 사이에 형성되는 적층 공간부를 보상하도록 상기 적층 공간부의 형상에 대응되는 패턴으로 형성된 공간 보상 수단;을 포함하고,
상기 공간 보상 수단은, 상기 포케팅 양극의 측면부에서 외측을 향해 상기 포케팅 양극보다 얇은 두께로 돌출되고, 상기 적층 공간부에 대응되는 설정 두께를 가지도록 절곡 패턴, 접힘 패턴 또는 요철 패턴을 포함하는 두께보상패턴으로 형성되며,
상기 분리막은, 상기 양극보다 넓은 크기로 형성되고, 상기 양극이 중앙부에 위치하도록 상기 양극의 상면에 마련된 제1 분리막; 및 상기 제1 분리막과 동일한 형상으로 형성되고, 상기 제1 분리막과 대응되게 배치되도록 상기 양극의 하면에 마련된 제2 분리막;을 포함하고,
상기 포케팅 양극은, 상기 양극이 위치되지 않은 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막의 테두리부가 서로 접착되어 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막에 의해 상기 양극이 포케팅된 형상으로 형성되며,
상기 공간 보상 수단은, 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막의 테두리부를 서로 접촉시키면서 상기 두께보상패턴으로 제작하되, 상기 포케팅 양극과 상기 음극의 적층시 상기 음극의 테두리부가 상기 적층 공간부로 처지거나 변경되는 적층 불균형을 해소하도록 상기 적층 공간부에 대응되는 설정 두께로 형성한 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 조립체.
Pocketing anode provided in a shape surrounded by the anode by the separator;
A negative electrode formed to have a relatively wider size than the pocketing positive electrode and disposed to be stacked on at least one of an upper surface or a lower surface of the pocketing positive electrode; And
The shape of the stacking space portion is provided in a shape protruding outward from the side surface of the pocketing anode, and compensates for the stacked space portion formed between the cathodes stacked on both sides of the pocketing anode and the side portion of the pocketing anode Includes; spatial compensation means formed in a pattern corresponding to,
The space compensation means includes a bending pattern, a folding pattern, or an uneven pattern protruding from a side surface of the pocketing anode to an outer side with a thickness thinner than that of the pocketing anode, and having a set thickness corresponding to the stacked space. It is formed as a thickness compensation pattern,
The separator may include: a first separator formed to have a larger size than the anode and provided on an upper surface of the anode such that the anode is positioned at a central portion; And a second separator formed in the same shape as the first separator and provided on a lower surface of the anode to be disposed to correspond to the first separator; and
The pocketing anode is formed in a shape in which the anode is pocketed by the first separator and the second separator by bonding edges of the first separator and the second separator to which the anode is not located,
The space compensation means is manufactured as the thickness compensation pattern while contacting the edge portions of the first separator and the second separator, and when the pocketing anode and the cathode are stacked, the edge portion of the cathode sags into the stacking space portion or An electrode assembly for a secondary battery, characterized in that it is formed to have a set thickness corresponding to the stacked space portion so as to solve the changed stacking imbalance.
상기 포케팅 양극은 상기 음극의 중앙부에 위치되고, 상기 공간 보상 수단은 상기 포케팅 양극의 측면부에 둘레를 따라 일체로 형성되며,
상기 포케팅 양극과 상기 공간 보상 수단은 상기 음극과 동일한 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 조립체.
The method of claim 1,
The pocketing anode is located at the center of the cathode, and the space compensation means is integrally formed along the circumference of the side surface of the pocketing anode,
The pocketing positive electrode and the space compensation means are formed to have the same size as the negative electrode assembly.
상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막의 테두리부는, 직접 가열 접착되거나, 상기 테두리부의 접촉면에 접착성이 강한 유무기 다공성 고분자의 코팅층을 도포한 상태에서 가열 접착되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 조립체.
The method of claim 3,
An electrode assembly for a secondary battery, characterized in that the edge portions of the first separator and the second separator are directly bonded to each other by heating, or a coating layer of an organic-inorganic porous polymer having strong adhesiveness is applied to the contact surface of the edge portion.
상기 공간 보상 수단은, 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막의 가열 접착시 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막의 테두리부를 절곡 패턴, 접힘 패턴 또는 요철 패턴을 포함하는 상기 두께보상패턴으로 성형하여 상기 적층 공간부에 대응되는 설정 두께로 마련하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 조립체.
The method of claim 5,
The space compensation means, when the first separator and the second separator are heat-bonded, the edge portions of the first separator and the second separator are formed into the thickness compensation pattern including a bent pattern, a folded pattern, or an uneven pattern. Electrode assembly for a secondary battery, characterized in that provided with a set thickness corresponding to the stacked space portion.
상기 공간 보상 수단은, 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막의 테두리부를 상부 패턴 금형과 하부 패턴 금형 사이에 배치시킨 상태에서 상기 상부 패턴 금형과 상기 하부 패턴 금형의 가열 압착에 의해 성형되고,
상기 상부 패턴 금형과 상기 하부 패턴 금형은, 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막의 테두리부에 대응하는 형상으로 형성되며,
상기 상부 패턴 금형과 상기 하부 패턴 금형의 중앙부에는 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막의 가열 압착시 상기 포케팅 양극이 수용되기 위한 양극 수용홀부가 각각 형성되고, 상기 상부 패턴 금형과 상기 하부 패턴 금형의 접촉면에는 상기 공간 보상 수단의 상기 두께보상패턴을 형성하기 위한 패턴 성형부가 각각 마련된 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 조립체.
The method of claim 6,
The space compensation means is formed by heating and pressing the upper pattern mold and the lower pattern mold in a state in which the edge portions of the first separator and the second separator are disposed between the upper pattern mold and the lower pattern mold,
The upper pattern mold and the lower pattern mold are formed in a shape corresponding to an edge portion of the first separator and the second separator,
In the central portion of the upper pattern mold and the lower pattern mold, an anode receiving hole for receiving the pocketing anode when the first separator and the second separator are heated and compressed, respectively, and the upper pattern mold and the lower pattern mold The electrode assembly for a secondary battery, characterized in that each pattern forming portion for forming the thickness compensation pattern of the space compensation means is provided on the contact surface of.
상기 적층 공간부는 상기 포케팅 양극과 동일한 두께로 형성되고,
상기 공간 보상 수단의 설정 두께는 상기 적층 공간부의 두께와 동일하거나 작은 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 조립체.
The method of claim 6,
The stacked space portion is formed to have the same thickness as the pocketing anode,
The electrode assembly for a secondary battery, characterized in that the set thickness of the space compensation means is formed to have a thickness equal to or smaller than the thickness of the stacked space part.
상기 전극 조립체의 외부를 둘러싸는 형상으로 마련되고, 상기 전극 조립체와 함께 전해액이 밀봉 수납되는 전지 케이스;
를 포함하는 리튬이차전지.
The electrode assembly according to any one of claims 1, 3, and 5 to 8; And
A battery case provided in a shape surrounding the outside of the electrode assembly and in which an electrolyte is sealed and accommodated together with the electrode assembly;
Lithium secondary battery comprising a.
제2 분리막보다 작은 크기의 양극을 상기 제2 분리막의 상면의 중앙부에 배치하는 단계;
상기 양극의 상면을 덮도록 상기 제2 분리막과 동일 크기의 제1 분리막을 상기 제2 분리막의 상면에 배치하는 단계;
상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막 및 상기 양극을 상부 패턴 금형과 하부 패턴 금형의 사이로 공급하는 단계;
상기 상부 패턴 금형과 상기 하부 패턴 금형의 중앙부에 형성된 양극 수용홀부에 상기 양극이 배치되면, 상기 상부 패턴 금형과 상기 하부 패턴 금형이 상기 양극을 둘러싸는 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막의 테두리부를 가열 압착시켜 포케팅 양극과 공간 보상 수단을 형성하는 단계;
상기 상부 패턴 금형과 상기 하부 패턴 금형을 분리하는 단계;
상기 양극을 기준으로 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막의 테두리부를 절단 또는 타발하여 상기 포케팅 양극과 상기 공간 보상 수단을 획득하는 단계; 및
상기 공간 보상 수단이 형성된 상기 포케팅 양극 및 음극을 적층하는 단계;
를 포함하는 전극 조립체의 제조 방법.
In the manufacturing method of the electrode assembly according to any one of claims 1, 3, 5 to 8,
Disposing an anode having a size smaller than that of the second separator at the center of the upper surface of the second separator;
Disposing a first separator having the same size as the second separator on an upper surface of the second separator to cover the upper surface of the anode;
Supplying the first separator, the second separator, and the anode between an upper pattern mold and a lower pattern mold;
When the anode is disposed in the anode receiving hole formed in the center of the upper pattern mold and the lower pattern mold, the upper pattern mold and the lower pattern mold surround the anode, and the edges of the first separator and the second separator Forming a pocketing anode and a space compensation means by heating and pressing;
Separating the upper pattern mold and the lower pattern mold;
Cutting or punching edge portions of the first separator and the second separator based on the anode to obtain the pocketing anode and the space compensation means; And
Stacking the pocketing anode and cathode on which the space compensation means are formed;
Method of manufacturing an electrode assembly comprising a.
상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막은 롤투롤 방식으로 상기 상부 패턴 금형과 상기 하부 패턴 금형의 사이로 공급하고,
상기 양극은 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막의 사이에 길이 방향을 따라 복수개를 일정 간격으로 배치하며,
상기 상부 패턴 금형과 상기 하부 패턴 금형은 상기 양극 수용홀부와 대응되는 위치로 상기 양극들이 순차적으로 이동됨에 따라 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막의 테두리부를 반복적으로 가열 압착시키는 것을 특징으로 하는 전극 조립체의 제조 방법.
The method of claim 10,
The first separator and the second separator are supplied between the upper pattern mold and the lower pattern mold in a roll-to-roll method,
The anode is disposed between the first separator and the second separator at a predetermined interval along the length direction,
An electrode assembly, characterized in that the upper pattern mold and the lower pattern mold repeatedly heat-press the edges of the first separator and the second separator as the anodes are sequentially moved to a position corresponding to the anode receiving hole part. Manufacturing method.
상기 포케팅 양극과 상기 음극을 적층하는 단계에서는, 상기 음극이 상기 포케팅 양극보다 상대적으로 넓은 크기로 형성되어 상기 포케팅 양극의 양면에 적층된 상기 음극들 및 상기 포케팅 양극의 측면부 사이에 적층 공간부가 형성되고,
상기 공간 보상 수단은 상기 상부 패턴 금형과 상기 하부 패턴 금형에 의해 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막의 테두리부가 상기 적층 공간부의 두께에 대응되는 패턴으로 성형되며,
상기 상부 패턴 금형과 상기 하부 패턴 금형의 접촉면에는 상기 공간 보상 수단의 패턴 형상에 대응하는 패턴 성형부가 각각 형성된 것을 특징으로 하는 전극 조립체의 제조 방법.
The method of claim 10,
In the step of laminating the pocketing positive electrode and the negative electrode, the negative electrode is formed to have a relatively wider size than the pocketing positive electrode, and is laminated between the negative electrodes stacked on both sides of the pocketing positive electrode and the side surface of the pocketing positive electrode. A space part is formed,
The space compensation means is formed by the upper pattern mold and the lower pattern mold to shape the edge portions of the first separator and the second separator into a pattern corresponding to the thickness of the stacked space portion,
A method of manufacturing an electrode assembly, wherein a pattern forming portion corresponding to a pattern shape of the space compensation means is formed on a contact surface between the upper pattern mold and the lower pattern mold.
상기 포케팅 양극과 상기 공간 보상 수단을 획득하는 단계에서는, 상기 포케팅 양극과 상기 공간 보상 수단을 상기 음극에 대응되는 크기로 획득하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체의 제조 방법.
The method of claim 12,
In the step of acquiring the pocketing anode and the space compensation means, the pocketing anode and the space compensation means are obtained in sizes corresponding to the cathode.
상기 포케팅 양극 및 상기 공간 보상 수단을 형성하는 단계에서는, 상기 상부 패턴 금형과 상기 하부 패턴 금형이 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막을 절곡 패턴, 접힘 패턴 또는 요철 패턴을 포함하는 두께보상패턴으로 가열 압착시켜 상기 적층 공간부에 대응되는 설정 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체의 제조 방법.The method of claim 12,
In the step of forming the pocketing anode and the space compensation means, the upper pattern mold and the lower pattern mold make the first separator and the second separator into a thickness compensation pattern including a bent pattern, a folded pattern, or an uneven pattern. The method of manufacturing an electrode assembly, characterized in that forming a thickness corresponding to the stacked space by heating and pressing.
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WO2023058955A1 (en) * | 2021-10-07 | 2023-04-13 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Electrode assembly and battery cell including same |
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KR20010104150A (en) * | 2000-05-13 | 2001-11-24 | 정근창 | Lithium ion secondary battery |
KR101168650B1 (en) | 2010-06-21 | 2012-07-25 | 주식회사 루트제이드 | Pocketed electrode plate, electrode assembly and lithium secondary battery using thereof |
KR101168651B1 (en) | 2010-06-21 | 2012-07-26 | 주식회사 루트제이드 | Pocketed electrode plate, electrode assembly and lithium secondary battery using thereof |
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2019
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